CN100443234C - 顶端配气器 - Google Patents

Abstract

所提供的一顶端配气器较好包含多个涡漩形孔洞与多个次要气体孔洞，其中所述涡漩形孔洞引导一等离子气体以产生一等离子流，且所述次要气体孔洞引导一次要气体以稳定该等离子流。此外，所提供的一顶端配气器包含了涡漩形信道与次要气体信道，其形成于该顶端配气器与一邻近组件之间，以产生与稳定该等离子流。另外，用以产生及稳定该等离子流的方法是藉由所述涡漩形孔洞与通道以及所述次要气体孔洞与通道而提供。

Description

顶端配气器

相关申请

本发明为2001年2月27日所申请的美国申请序号09/794,540，“接触式启动等离子弧炬”的续案(Continuation In-part)。

技术领域

本发明是关于等离子电弧炬(Plasma Arc Torches)，特别是关于用以产生与稳定一等离子流(Plasma Stream)的装置与方法。

背景技术

等离子弧炬，亦即被熟知的电弧炬，通常是藉由向一工作部件导入一由游离化气体粒子组成的高能量等离子流，用以切削、标记、凿穿以及焊接金属工作部件。在一典型的等离子电弧炬中，离子化气体被提供于弧炬的末端，且在其流出等离子弧炬的喷嘴或顶端上的孔洞之前，将先流经一电极。该电极，其为等离子弧炬上几个消耗部位中的其中一个，具有一相对的负电位而运作成一阴极；相反地，弧炬的顶端构成了一对应的正电位因而成为一阳极。另外，该电极是与该顶端间隔配置，因此在该弧炬末端产生了一个间隙。在操作时，一前导电弧在该电极与该顶端之间的间隙被引发出，其中该顶端是用以加热且续而离子化气体。此外，该离子化气体被吹出该弧炬而且看起来好像是向顶端末侧延伸的等离子流。随着该弧炬的末侧端移向一接近于工作部件的位置，该电弧因为工作部件至一接地线(ground)的阻抗小于弧炬顶端至接地线的阻抗，而由弧炬顶端跳出或转化到工作部件上。于是，该工作部件作为一阳极，而所述离子弧炬则在「电弧转换」的模式下操作。

有两个典型方法用于在电极与顶端之间起始一前导电弧。在第一个方法中，通常是与一「高频率」或「高电压」的开始有关，在电极与顶端之间施加一足够的高电位来在引发电极与顶端之间的电弧；因此可知，第一个方法也是一非接触式的起弧方法，因为该电极与该顶端并没有藉由物理上的接触来产生一前导电弧。而在第二个方法中，通常与一「接触起始」有关，该电极与顶端被置于接触而随后逐渐的分离，藉由这样的方式在电极与顶端之间引发一电弧；此一接触起始的方式因为介于电极与顶端之间的距离相对很小，因此使得一电弧可以在相当低的电位下被引发。

藉由任一种起始方式，用来形成等离子流的等离子气体的分布与调整通常是藉由气体分配器或涡漩环有关的不同组件来达成。除此之外，一用以稳定等离子流的次要气体通常是藉由在等离子弧炬中另一个不同的组件或该组件的组合来提供，例如通过遮蔽罩或位于遮蔽罩与另一个消耗组件(如顶端部位)之间的通道。举例而言，如在本文所结合的文献中的美国专利6,163,008中所描述的气体分配器，其主要是用来控制使等离子气体进入通往顶端的中央出口孔洞的气体通道。该次要气体通常是循环在遮蔽罩嵌入物与顶端之间的通道，且沿着顶端外部传送，以稳定流出该中央出口孔洞的该等离子流。因此，多个弧炬组件，如：气体分配器、遮蔽罩与顶端等必须被用以分配与调整该等离子气体与该次要气体。

为了改善气流而形成一稳定的等离子流，通常需要许多消耗组件，包含气体分配器、顶端、以及电极等，其被视为在一操作电流范围下的一个函数，而可以互相交替更换。例如，如果电源供应是操作在40安培，一组消耗性组件便被输入到等离子弧炬中，以使切削的效能最佳化。另一方面，假如电源供应是操作在80安培，通常是另一组消耗性组件将被输入，以符合在该增加的电流范围下的切削效能最佳化。不幸的是，更换消耗性组件既消耗时间而且麻烦，且假使有一操作者在正常的基础下使用不同的操作电流程度，那么一些消耗性组件的增加数量必须要维持在库存表上以满足于不同电流范围下的操作。

因此，在现有的技艺中仍有需要有一装置与方法来简化等离子弧炬的操作，使其能在不同电流程度下操作。更进一步来说，该装置与方始可以简化并减少当不同电流程度操作下所需要用来更换消耗组件的时间。

发明内容

在本发明一较佳的形式中，本发明提供了一顶端配气器，其包含了多个漩涡形孔洞以及次要气体孔洞，其中所述漩涡形孔洞引导了一等离子气体以产生一等离子流，以及所述次要气体孔洞引导了该次要气体以稳定所述离子流。因此，该等离子气体与该次要气体的调节是利用一单炬组件来控制，其中该组件除了在操作中调节该等离子流外，更进一步提供了一具有正极或阳极电位的顶端的功能。

在另一形式中，本发明提供了一顶端配气器，其中包括了多个涡漩形孔洞以引导等离子气体产生一等离子流，而没有任何的次要气体孔洞。另外，所提供的一顶端配气器包括了多个次要气体孔洞以稳定该等离子流，而没有任何的涡漩形孔洞。此外，所提供的顶端配气器包括了至少一涡漩形孔洞及/或至少一次要气体孔洞。

在本发明的其它形式中，所提供的顶端配气器包括了形成于该顶端配气器与一邻近组件之间的涡漩形通道及/或次要气体通道，而非形成在顶端配气器上的孔洞。

此外，用以引导一等离子气体来产生一等离子流的方法与引导一次要气体以稳定该等离子流的方法也被提供，其中，提供一完全分布于一等离子电弧设备中的气体来源，以产生一等离子气体与一次要气体；该等离子气体接着被引导经过在该等离子电弧设备上的一顶端配气器上所形成的至少一涡漩形孔洞，而该次要气体被引导经过在该顶端配气器上所形成的至少一次要气体孔洞。因此，该涡漩形孔洞引导该等离子气体以产生等离子流，而该次要气体孔洞引导该次要气体以稳定流出顶端配气器的该等离子流。此外，用以产生一等离子流与稳定一等离子流的方法也被提供了，其是利用至少一涡漩形通道与至少一次要气体通道。

本发明其它方面的可应用性将会由此处以及后续的详细说明来呈现。必须说明的是，用来代表本发明的较佳实施方式的特定的实施例与详细说明，仅只为了阐述说明的意图而不该局限本发明的目的。

附图说明

本发明可藉由下面详细说明与伴随的图示来更完整的了解，其中：

图1，是为根据本发明的原理的人工操作的等离子电弧设备的一透视图；

图2，是利用一示范的炬头的剖面图来说明根据本发明的原理的一顶端配气器；

图3，是用以说明具有其它紧固于该等离子电弧炬头上的消耗性组件的一顶端配气器的分解透视图；

图4a，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的上透视图；

图4b，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的下透视图；

图5，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的剖视图；

图6，是为根据本发明的原则理所建造的顶端配气器的俯视图，其用以说明偏离中心的涡漩形孔洞；

图7，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的仰视图，其用以说明所述次要气体孔洞；

图8，是为根据本发明原理所建造的顶端配气器的第二实施例的透视图；

图9，是为根据本发明原理所建造的顶端配气器的第二实施例的仰视图，其用以说明所述次要气体孔洞；

图10a，是为根据本发明的原理所建造的一位于等离子电弧炬上的顶端配气器的第三实施例剖面图，其用以说明所述涡漩形通道与所述次要气体通道；

图10b，是为根据本发明的原理的顶端配气器的第三实施例侧视图；

图11，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的第四实施例侧视图，其用以说明所述涡漩形孔洞；

图12，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的第五实施例侧视图，其用以说明一涡漩形通道；

图13，是为根据本发明的原理所建造的顶端配气器的第六实施例侧视图，其用以说明一次要气体孔洞：以及

图14，是根据本发明的原理所建造的顶端配气器的第七实施例侧视图，其用以说明一次要气体通道。

具体实施方式

以下关于本发明较佳实施例的叙述是作为解释之用，并不能用以限制本发明的应用或用途。

参阅图1，本发明的一顶端配气器普遍运用于一人工操作的等离子电弧设备10。典型上，该人工操作的等离子电弧设备10包含了藉由一炬导线16而连接至一电源14的一等离子电弧炬12，该炬导线16是根据不同的应用而可设计为不同长度；另外，该电源14是用以供应流经该炬导线16的气体以及操作该等离子电弧炬12所需的电力。以下将做更详细的说明。

此处所使用无论是人工操作的、或是自动操作的等离子电弧设备，皆被习知技艺人士制造而用以产生或利用一等离子，作为切割、熔焊、喷雾、挖凿、标记、或是其它之用；因此，关于此处所述的等离子电弧切割炬、等离子电弧炬、或是人工操作的等离子电弧炬等特定的参考应用，皆无法用以限制本发明的领域范畴。此外，特定参考应用的供应至一等离子电弧炬的供应气体，亦无法限制本发明的领域范畴，因此，根据本发明的内容，其它如液体的流体，亦可用以供应至该等离子电弧炬。

请参阅图2与图3，其描述了根据本发明的一顶端配气器20及其内的该等离子电弧炬12及其一炬头22。该顶端配气器20是为几种消耗性组件之一，其在该等离子电弧炬12运转时配合并保护该炬头22的操作。如图所示，该炬头22定义了一末侧端24，所述消耗性组件即紧固于该处；举例而言，其中所述消耗性组件更包含了一电极26、一启动匣28，其是用以引出一引弧，见2002年2月26日申请待审的专利“Contact Start Plasma ArcTorch”(公开号为US20020117484)中的叙述，且通常指定与本发明，其内容列为此处的参考文献、以及一屏蔽杯30，其紧固了所述消耗性组件于该炬头22的该末侧端24，更于电弧炬运作时将所述消耗性组件自周围区域绝缘。该屏蔽杯30亦对所述消耗性组件加以定位与定向，例如在该屏蔽杯30与该炬头22完全接合时，为使该电弧炬适当运作的该启动匣28与该顶端配气器20间的相对位置。于此处所使用的“近侧”或是“近侧方向”等名称应指朝向或是在该电源14的方向上(未示)的意义，而“末侧”或是“末侧方向”等名称应指朝向或是在该顶端配气器20的方向上的意义。

更进一步表示，该炬头22包含了一屏蔽32，其内部配置了固定组件。更具体的表示，所述固定组件包含了一具有相对负电位的阴极34、一具有相对正电位的阳极36、以及一将该阴极34自该阳极36绝缘的绝缘体38，其各提供了某种气体分配功能。在运作时，该电极26是与该阴极34电性接触以形成该电源的负电侧，且该顶端配气器20是与该阳极36电性接触，更特别地藉由一屏蔽杯嵌入物40，以形成该电源的正电侧；该顶端配气器20因而为一导电性构件，且最好由铜或铜合金材料制成。

具有内侧部位63与外侧部位65的该顶端配气器20是固定在该电极26的一末端部位上，且与该电极26在径向上与轴向上呈现间隔关系，以形成一主要气体通道42，其是可代表一电弧腔室或是等离子腔室。该顶端配气器20的一中央出口孔洞44是与该主要气体通道42相通，以自该顶端配气器20排出其为等离子流形式的离子化气体，并引导该等离子流流往一工作对象。该顶端配气器20更包含了一中空的、概呈圆柱形的末端部位46与在一近侧端的一环形凸缘48；该环形凸缘48定义了一一般的平坦面、面对且以该启动匣28的一顶端座52密闭的近侧面50、以及适于安装于其内且产生一与设置于该屏蔽杯30内的导电性嵌入物40电性接触的一末侧面54。该导电性嵌入物40更适用于与该阳极36连结，例如藉由一螺旋形连结，使得在该电源的正电侧间的电连续性得以维持。

此外，该顶端配气器20更定义了一圆锥形内侧表面58，其产生与本发明其中的一种形式的启动匣28的一部位间的电接触。在运转时，一工作气体是藉由一向该炬头22末侧延伸的主要气体腔室60被供应至该顶端配气器20，其中如前所述的该顶端配气器20即随的将该工作气体分配为用以产生等离子流的一等离子气体以及用以稳定该等离子流的一次要气体。

参阅图4至图7，该顶端配气器20更定义了围绕且穿透该环形凸缘48的多个涡漩形孔洞62，以及在该环形凸缘48的径向上延伸入该末侧面54的环形凹处66的多个次要气体孔洞64。较佳的是，如图6所示，该多个涡漩形孔洞62是偏离于该顶端配气器20的中心，使该等离子气体得以藉由涡漩式运动的方式而被导入该主要气体通道42，其可产生一更稳固的等离子流，并进而在运转时冷却该电极26(图中未示)。此外，如图7所示，所述次要气体孔洞64最好是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘48，使该次要气体得以直接流进该环形凹处66，并沿该圆柱形末端部位46流向末侧，以稳定流出该中央出口孔洞44的该等离子流。

在运转时，该工作气体流至该顶端配气器20，且藉由所述涡漩形孔洞62与所述次要气体孔洞64而被分别分流为所述离子气体与该次要气体。该等离子气体是流经所述涡漩形孔洞62且朝该圆锥形内侧表面58近侧卷绕，以产生该等离子流；该次要器体是流经所述次要气体孔洞64、流进该环形凹处66、并沿该圆柱形末端部位46流动，以稳定流出该中央出口孔洞44的该等离子流。因此，该顶端配气器20可在量测该等离子流与维持该电源的正电(或阳极)侧时，调节该等离子气体与该次要气体。

如上所述，该顶端配气器20的其中一种形式是包含了平均地环绕该环形凸缘48间隔形成的三个涡漩形孔洞62与三个次要气体孔洞64，其是为一种使用于近乎40安培的操作电流的较佳配置方式；然而，在不同的操作电流下，流经该中央出口孔洞44的等离子流的流率与流经该次要气体孔洞64的次要气体的流率的比例最好是被调整，以产生一最佳的等离子流。因此，对于不同的电流范围，当所述涡漩形孔洞62根据特定的流动要求而被调整或是维持不变时，可调整该中央出口孔洞44的大小及/或所述次要气体孔洞64的大小与数量，因而不同的顶端配气器20是适用于不同的操作电流范围。因此在运转时，只需要根据不同的操作电流范围改变该顶端配气器20，而不需要为改变多个消耗性组件，即可达到适当的流率比以获得一最佳等离子流。

举例来说，如图8与图9所示，对于近乎80安培的操作电流范围而言，较佳的顶端配气器20是为六个涡漩形孔洞62与六个次要气体孔洞64，以最佳化该等离子流。另外，该中央出口孔洞44的直径最好为0.055in.(0.140公分)，其使得流经该中央出口孔洞44的等离子流与流经所述次要气体孔洞64的该次要气体的流率比为1∶2。因此，针对不同的操作电流范围的较佳的顶端配气器配置方式是列于表(一)，其表示了次要气体孔洞64的较佳数量与直径、所对应的中央出口孔洞44直径、以及所对应的流经该中央出口孔洞44与流经所述次要气体孔洞64的流率比例。

表(一)

基于气体流通道的考量，此处所使用的名称“孔洞(hole)”，亦可代表穿透该顶端配气器20的一细缝(aperture)或是开口(opening)，例如一狭缝(slot)、或是其它多边形的配置、或是一椭圆形，或其它；因此，该涡漩形孔洞62与该次要气体孔洞64所具有的圆形的形状，不可用以限制本发明的范畴。此外，在本发明的多种形式中，该顶端配气器20可包含至少一涡漩形孔洞62及/或至少一次要气体孔洞64。

请参阅图10a与图10b，涡漩形通道70与次要气体通道72是形成于一顶端配气器80与邻近组件之间，而非专门流经如前所述的该顶端配气器20。所表示的一种形式是，该涡漩形通道70是形成于该顶端配气器80与该启动匣28的顶端座52之间，而该次要气体通道72是形成于该顶端配气器80与该屏蔽杯30的导电性嵌入物40之间；如图所示，该涡漩形通道70最好是形成于该顶端配气器80的近侧面50上，而该次要气体通道72最好是形成于该顶端配气器80的末侧面上。此外，在本发明的多种形式中，该顶端配气器80可包含至少一涡漩形通道70及/或至少一次要气体通道72。

如前所述的所述涡漩形孔洞62(图中虚线处)是可穿透该顶端配气器80的环形凸缘48，而所述次要气体通道72是形成于该顶端配气器80与一邻近组件(例如导电性嵌入物40)之间；或是相反地，所述涡漩形通道70是可行成于该顶端配气器80与一邻近组件(例如顶端座52)之间，而如前所述的所述次要气体孔洞64(图中未示)是穿透该顶端配气器80的环形凸缘48。因此，孔洞与信道的组合方式是可根据本发明内容而实施于该顶端配气器80中。

请参阅图11与图12，其描述了本发明的其它实施例；其中顶端配气器21与81是分别包含了涡漩形孔洞62与涡漩形通道70，且不具如前所述的次要气体孔洞64或次要气体通道72；因此，该顶端配气器21与81调节了等离子气体的流率，以产生如前所述的等离子流。而如图13与图14所示，顶端配气器23与83是分别包含了次要气体孔洞64与次要气体通道72，且不具如前所述的涡漩形孔洞62或涡漩形通道70；同样地，该顶端配气器23与83调节了次要气体的流率，以稳定该等离子流。因此，该顶端配气器21、23、81与83藉由提供目前仍未见于该领域中的等离子电弧炬的气体分配功能，而执行了传统顶端的外的附加功能〔例如：调节流出该顶端的等离子流，以及维持该电源的正电(或阳极)侧。

在本发明的其它形式中，提供了一种用以引导一等离子气体以产生一等离子流以及引导一次要气体以稳定该等离子流的方法，其一般包含了提供一气体来源、藉由一等离子电弧设备分配该气体以产生等离子气体与次要气体、藉由形成于等离子电弧设备中的顶端配气器内的至少一、或是最好是多个涡漩形孔洞引导该等离子气体、以及藉由形成于该顶端配气器内的至少一、最好是多个次要气体孔洞引导该次要气体等步骤。此外，用以产生一等离子流以及引导一次要气体以稳定该等离子流电弧的方法亦被提供，其包含了藉由至少一、或是最好是多个涡漩形通道引导该等离子气体、以及藉由至少一、最好是多个次要气体通道引导该次要气体等步骤。因此，所述涡漩形孔洞或通道调节了该等离子气体以产生等离子流，而所述次要气体孔洞或通道调节了该次要气体以稳定流出顶端配气器的等离子流。

总结而言，此处所描述的顶端配气器调节了用于产生一等离子流的等离子气体与用以稳定该等离子流的一次要气体的其中之一、或是二者；由此可知，相对于在习知的等离子电弧炬必须使用多种炬组件才能执行的功能，本发明则只需要一单一组件即可执行多种功能〔即产生一等离子流、稳定该等离子流、以及顶端功用。因此，利用本发明可简化等离子电弧炬的运作，并可在明显减少于支持单一等离子电弧炬在不同操作电流范围下操作时所需要的发明数目之外，同时明显减少用于不同的操作电流范围所必须的消耗性组件数量。

本发明已参照图示的实施例加以说明，然而本发明的范畴并不限于上述的特定的具体实施例；因此上述的具体实施例内容是为叙述之用而非能以其对本发明加以限制，且本发明得由熟悉技艺的人任施匠思而为诸般修饰，然不脱离如权利要求所欲保护者。

Claims (41)

1.一顶端配气器，包含：

一内部部位与一外部部位；

多个涡漩形孔洞；以及

多个次要气体孔洞，

其中所述涡漩形孔洞引导一等离子气体以至所述内部部位，以产生一等离子流，且所述次要气体孔洞沿所述外部部位引导一次要气体以稳定该等离子流。

2.如权利要求1所述的顶端配气器，更包含：

一环形凸缘，其形成于该顶端配气器的一近侧端；

一概呈圆柱形末端部位，其形成于该顶端配气器的一末端；

一主要气体通道，其形成于该概呈圆柱形末侧端部位之内；以及

一中央出口孔洞，

其中所述涡漩形孔洞与所述次要气体孔洞是形成穿透该环形凸缘，使得该涡漩形孔洞引导该主要气体以产生一流经该主要气体通道与该中央出口孔洞的等离子流，且该次要气体孔洞是沿着该概呈圆柱形末端部位引导一次要气体以稳定流出该中央出口孔洞的该等离子流。

3.如权利要求2所述的顶端配气器，其中所述涡漩形孔洞是偏离于该顶端配气器的中心。

4.如权利要求2所述的顶端配气器，其中所述次要气体孔洞是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘。

5.如权利要求2所述的顶端配气器，其中该环形凸缘更定义了一近侧面，且该顶端配气器更包含了一环形凹处，其形成于该末侧面上，使得穿透该环形凸缘的该次要气体孔洞与该环形凹处间为流体相通。

6.如权利要求2所述的顶端配气器，更包含一圆锥形的内侧表面，其形成于该顶端配气器的一近侧端，所述涡漩形孔洞是穿透该圆锥形内侧表面与该环形凸缘。

7.一顶端配气器，其定义了一近侧端与一末侧端，该顶端配气器包含：

一内部部位与一外部部位；

一环形凸缘，其形成于该近侧端；

一中央出口孔洞；

多个涡漩形孔洞，其形成穿透该环形凸缘；以及

多个次要气体孔洞，其形成穿透该环形凸缘，

其中，该涡漩形孔洞引导一主要气体以产生一等离子流，其流经该内部部位与该中央出口孔洞，且该次要气体孔洞沿该外部部位引导一次要气体以稳定流出该中央出口孔洞的该等离子流。

8.如权利要求7所述的顶端配气器，其中所述涡漩形孔洞是偏离于该顶端配气器的中心。

9.如权利要求7所述的顶端配气器，其中所述次要气体孔洞是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘。

10.如权利要求7所述的顶端配气器，其中该环形凸缘更定义了一末侧面，且该顶端配气器更包含了一环形凹处，其形成于该末侧面上，使得穿透该环形凸缘的该次要气体孔洞与该环形凹处间为流体相通。

11.如权利要求7所述的顶端配气器，更包含一圆锥形的内侧表面，其形成于该顶端配气器的一近侧端，所述涡漩形孔洞是穿透该圆锥形内侧表面与该环形凸缘。

12.一顶端配气器，其定义了一近侧端与一末侧端，该顶端配气器包含：

一环形凸缘，其形成于该近侧端，该环形凸缘定义了一近侧面；

一环形凹处，其形成于该末侧面上；

一内部部位与一外部部位；

一中央出口孔洞；

多个涡漩形孔洞，其穿透该环形凸缘成形并与该内部部位和该中央出口孔洞流体相通；以及

多个次要气体孔洞，其形成穿透该环形凸缘，并与该环形凹处和该外部部位间为流体相通，

其中，所述涡漩形孔洞引导一主要气体以产生一等离子流，其流经该内部部位与该中央出口孔洞，且该次要气体孔洞沿该外部部位引导一次要气体以稳定流出该中央出口孔洞的该等离子流。

13.如权利要求12所述的顶端配气器，其中所述涡漩形孔洞是以一角度为方向，穿透该环形凸缘。

14.如权利要求13所述的顶端配气器，其中所述次要气体孔洞是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘。

15.如权利要求13所述的顶端配气器，更包含一圆锥形的内侧表面，其形成于该顶端配气器的一近侧端，所述涡漩形孔洞是穿透该圆锥形内侧表面与该环形凸缘成形。

16.一种顶端配气器，包含：

一环形凸缘，其形成于该顶端配气器的一近侧端；

多个涡旋形孔洞，其形成穿透该环形凸缘；

一内部部位；以及

一中央出口孔洞，

其中所述涡漩形孔洞引导一主要气体以产生一流经该内部部位与该中央出口孔洞的等离子流。

17.如权利要求16所述的顶端配气器，更包含一圆锥形的内侧表面，其形成于该顶端配气器的一近侧端，所述涡漩形孔洞是穿透该圆锥形内侧表面与该环形凸缘成形。

18.如权利要求16所述的顶端配气器，其中所述涡漩形孔洞是偏离于该顶端配气器的中心。

19.一顶端配气器，包含：

一内部部位与一外部部位

至少一涡漩形通道；以及

至少一次要气体通道，

其中该涡漩形通道引导一等离子气体之该内部部位，以产生一等离子流，且该次要气体通道沿着该外部部位引导一次要气体以稳定该等离子流。

20.如权利要求19所述的顶端配气器，更包含：

一环形凸缘；以及

形成于该环形凸缘上的一近侧面，

其中，该涡漩形通道是形成于该环形凸缘的该近侧面。

21.如权利要求19所述的顶端配气器，更包含一末侧面，其中该次要气体通道是形成于该环形凸缘的该末侧面。

22.一顶端配气器，包含：

一内部部位与一外部部位；

至少一涡漩形孔洞；以及

至少一次要气体孔洞，

其中该涡漩形孔洞引导一等离子气体至该内部部位，以形成一等离子流，且该次要气体孔洞沿该外部部位引导一次要气体，以稳定该等离子流。

23.如权利要求22所述的顶端配气器，更包含：

一环形凸缘，其形成于该顶端配气器的一近侧端；以及

一中央出口孔洞，

其中，该涡漩形孔洞与该次要气体孔洞是形成穿透该环形凸缘，使得该涡漩形孔洞引导该主要气体以产生一流经该内部部位与该中央出口孔洞的等离子流，且该次要气体孔洞是沿着该外部部位引导一次要气体以稳定流出该中央出口孔洞的该等离子流。

24.如权利要求23所述的顶端配气器，其中该涡漩形孔洞是偏离于该顶端配气器的中心。

25.如权利要求23所述的顶端配气器，其中该次要气体孔洞是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘。

26.如权利要求23所述的顶端配气器，其中该环形凸缘更定义了一末侧面，且该顶端配气器更包含了一环形凹处，其形成于该末侧面上，使得穿透该环形凸缘的该次要气体孔洞与该环形凹处间为流体相通。

27.如权利要求23所述的顶端配气器，更包含了一圆锥形的内侧表面，其形成于该顶端配气器的一近侧端，该涡漩形孔洞是穿透该圆锥形内侧表面与该环形凸缘。

28.如权利要求22所述的顶端配气器，更包含三涡漩形孔洞与三次要气体孔洞。

29.一种顶端配气器，更包含：

一环形凸缘；

一形成于该环形凸缘上的末侧面；

环形凹处，其形成于该末侧面上；

一外部部位；以及

多个次要气体孔洞，其形成穿透该环形凸缘，

其中该次要气体孔洞引导一次要气体以稳定一等离子流，并与该环形凹处间为流体相通。

30.如权利要求29所述的顶端配气器，其中所述次要气体孔洞是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘。

31.一种顶端配气器，更包含：

至少一次要气体孔洞；

一环形凸缘；

一形成于该环形凸缘上的末侧面；以及

环形凹处，其形成于该末侧面上；

其中该次要气体孔洞是形成穿透该环形凸缘，并与该环形凹处间为流体相通。

32.如权利要求31所述的顶端配气器，其中该次要气体孔洞是以近乎垂直的方向穿透该环形凸缘。

33.如权利要求31所述的顶端配气器，更包含三次要气体孔洞。

34.一种用以在一等离子电弧设备中引导一等离子气体以产生一等离子流以及引导一次要气体以稳定该等离子流的方法，该方法包含下列步骤：

提供一气体源；

藉由该等离子电弧设备分配该气体以产生该等离子气体与该次要气体；

藉由形成于该等离子电弧设备中的一顶端配气器内的多个涡漩形孔洞引导该等离子气体；以及

藉由形成于该顶端配气器内的多个次要气体孔洞引导该次要气体，

其中，所述涡漩形孔洞引导该等离子气体至该顶端配气器的一内部部位，以产生该等离子流，且所述次要气体孔洞沿该顶端配气器的一外部部位引导该次要气体以稳定流出该顶端配气器的该等离子流。

35.如权利要求34所述的方法，更包含下列步骤：

藉由所述次要气体孔洞引导该次要气体流进一环形凹处；以及

引导该次要气体沿着该顶端配气器的一概呈圆柱形部位。

36.如权利要求34所述的方法，更包含为一操作电流范围而量测一流经一中央出口孔洞与所述次要气体孔洞的流率的步骤。

37.如权利要求34所述的方法，更包含为一操作电流范围而改变所述次要气体孔洞的数量与大小以及一中央出口孔洞的大小的步骤。

38.一种用以在一等离子电弧设备中引导一等离子气体以产生一等离子流，该方法包含下列步骤：

提供一气体源；

藉由该等离子电弧设备分配该气体以产生该等离子气体；以及

藉由形成于该等离子电弧设备中的一顶端配气器内的多个涡漩形孔洞引导该等离子气体，

其中，所述涡漩形孔洞引导该等离子气体至该顶端配气器的一内部部位，以产生一等离子流。

39.一种用以在一等离子电弧设备中引导一等离子气体以产生一等离子流以及引导一次要气体以稳定该等离子流的方法，该方法包含下列步骤：

提供一气体来源；

藉由该等离子电弧设备分配该气体以产生该等离子气体与该次要气体；

藉由形成于该等离子电弧设备中的一顶端配气器内的至少一涡漩形孔洞引导该等离子气体；以及

藉由形成于该顶端配气器内的至少一次要气体孔洞引导该次要气体，

其中，该涡漩形孔洞引导该等离子气体至该顶端配气器的一内部部位，以产生该等离子流，且该次要气体孔洞沿该顶端配气器的一外部部位引导该次要气体，以稳定流出该顶端配气器的该等离子流。

40.如权利要求39所述的方法，更包含通过该次要气体孔洞引导该次要气体流进一环形凹处的步骤。

41.一种用以在一等离子电弧设备中引导一等离子气体以产生一等离子流以及引导一次要气体以稳定该等离子流的方法，该方法包含下列步骤：

提供一气体来源；

藉由该等离子电弧设备分配该气体以产生该等离子气体与该次要气体；

藉由形成于该等离子电弧设备中的一顶端配气器内的至少一涡漩形通道引导该等离子气体；以及

藉由形成于该顶端配气器内的至少一次要气体通道引导该次要气体，

其中，该涡漩形通道引导该等离子气体至该顶端配气器的一内部部位，以产生该等离子流，且该次要气体通道沿该顶端配气器的一外部部位引导该次要气体，以稳定流出该顶端配气器的该等离子流。

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